DE2320609B2 - Ejektormischvorrichtung - Google Patents
EjektormischvorrichtungInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
- B01F25/3121—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ejektormischvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebenen
Gattung.
Eine Ejektormischvorrichtung für zwei Gase mit konzentrisch ineinander angeordneten Düsen, die mit
Zuführungen für die Mischkomponenten verbunden sind und eine in einen Diffusor übergehende Mischkammer
münden, ist bekannt (US-PS 1315 931). Bei dieser
bekannten Vorrichtung sind drei Düsen angeordnet, von denen die innere Düse und die äußere Düse mit
Zuführungen für eine oder zwei Mischkomponenten verbunden sind und die mittjere D^e mit der Zuführung
für die zweite Mischkoeiponr-nte verbunden ist
Leitschaufeln zur Drehung von :■ «tretenden Luftströmungen
vorzusehen, ist z.B. durch die GB-PS 9 45 086 bekannt
Toroidale Hohlraum-Resonatoren sind z. B. aus der
DE-PS 1015 247 bekannt Mit den bekannten Vorrichtungen können indessen nicht sowohl gasförmige,
flüssige oder auch eine gasförmige und eine flüssige Komponente miteinander gemischt werden, insbesondere
dann, wenn die Komponenten eine hohe Temperatur — bis 900" C — haben. Die bekannten
Vorrichtungen erfordern ferner bei einer relativ langen Mischkammer eine lange Mischdauer.
Die bekannten ringförmigen Ejektormischvorrichtungen können außerdem nicht zum Mischen von
besonders aktiven Komponenten mit hohem Oxydationsmittelgehalt benutzt werden, da beide Komponenten
steh mit den Mischkammerwänden berühren, die bei hohen Temperaturen als Katalysatoren für Endzündungj-
oder Explosionsreaktionen wirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beiden
Mischkomponenten vor ihrer Zusammenfuhrung stark zu verwirbeln und dadurch infolge erhöhter Turbulenz
der Komponenten den Wirkungsgrad des Mischapparates zu verbessern.
Es soll daher eine Mischvorrichtung geschaffen werden, mit der die Mischdauer der Komponenten bei
Reduzierung der Länge der Mischkammer verkürzt und der Wirkungsgrad der Vorrichtung bei einem Betrieb
mit Komponenten, die eine Temperatur bis 9000C haben, verbessert wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Ejektormischvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung dadurch
gelöst, daß die inneren Wände der mittleren Ringdüse im kritischen Querschnitt toroidale Hohlraum-Resonatoren
aufweisen und daß die innere und die äußere Ringdüse mit Leitschaufeln versehen sind, wobei die
Steigung der Leitschaufeln in den beiden Ringdüsen einander entgegengesetzt gerichtet ist.
Die durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erreichte fortschrittliche Wirkung ist folgende:
Der Wirkungsgrad der Ejektormischvorrichtung wird mittels der durch den Resonator bewirkten hochfrequent
pulsierenden Zuführung einer der Misch^omponenten erhöht, da durch die Pulsation eine für den
Mischvorgang günstige Turbulenz der Strömung erreicht wird.
Die Anordnung der Leitschaufeln mit entgegengesetzter Steigung für den mantelartig den Strom der einen Mischkomponente umgebenden Strom der zweiten Mischkomponente trägt weiter zur Verwirbelung der Komponenten untereinander bei, so daß eine große Berührungsfläche der Komponenten entsteht Dieses ermöglicht es z.B., ein Methan-Sauerstoffgemisch bei Temperaturen von 800—9000C zu erzeugen, wobei die Mischzeit kürzer ist als die Dauer der induktiven Selbstentzündung des Gemisches und der Sauerstoff vor dem Mischvorgang durch die ihn außen und innen umgebenden Methanströme vor Berührung mit den Kammerwänden bewahrt wird.
Die Anordnung der Leitschaufeln mit entgegengesetzter Steigung für den mantelartig den Strom der einen Mischkomponente umgebenden Strom der zweiten Mischkomponente trägt weiter zur Verwirbelung der Komponenten untereinander bei, so daß eine große Berührungsfläche der Komponenten entsteht Dieses ermöglicht es z.B., ein Methan-Sauerstoffgemisch bei Temperaturen von 800—9000C zu erzeugen, wobei die Mischzeit kürzer ist als die Dauer der induktiven Selbstentzündung des Gemisches und der Sauerstoff vor dem Mischvorgang durch die ihn außen und innen umgebenden Methanströme vor Berührung mit den Kammerwänden bewahrt wird.
Die Konzentration des Mischproduktes (Acetylen) erhöht sich dadurch in den Pyrolysegasen bis zu
10 Volumenprozenten anstatt 8 bis 8,5 Vohimenprozente,
die unter Erhitzungstemperaturen von 600 bis 6500C der Gemischkomponenten in Reaktionsapparaten zur
unvollständigen Methanverbrennung bei Benutzung der
bekannten Mischeinrichtungen erreicht werden.
tration ermöglicht es die Anwendung der erfindungsgemäßen
Ejektormischvorrichtung, einen Reaktor mit großer Einzelleistung zu entwickeln und eben somit die
Selbstkosten des Acetylens zu senken, das bei unvollständiger Verbrennung von Kohlenstoffen in
Dabei wird die Länge der "Mischkammer so
verringert, daß in der Praxis die eigentliche Mischkammer entfällt und mit dem Diffusor zusammen ein
einziges Glied darstellt Es können sowohl Gase mit
«i Flüssigkeiten, wie zwei Flüssigkeiten miteinander
vermischt weiden. Hierzu werden folgende Beispiele genannt:
1) Naßreinigung von Gasen zum Zwecke des Ausscheidens fester Teilchen;
2) Absorption von Ammoniak mittels Wasser aus Koksgas oder von Chlorwasserstoff aus den
Gasschwänzen in der chemischen Technologie;
3) Kühlung von Rücklaufwasier aus Wärmetauschern
ss mittels Luft, die durch die äußere und innere Düse
geleitet wird, während das Wasser durch die mittlere Düse strömt;
4) Bereitung von Lösungen von Säuren oder Basen in Wasser in vorbestimmter Konzentration: äußere
und innere Düse wird für Zuleitung von Säure bzw. Base, die mittlere Düse für Wasser benützt;
5) Erzeugung eines Methan-Sauerstoffgemisches unter Temperaturen von 800 bis 900° C im Verlauf der
Acetylenproduktion mit unvollständiger Verbrennung des Methans im Sauerstoff.
Nachstehend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert Es zeigt
Pig. 1 einen Längsschnitt durch die Mischvorrichtung;
F i g. 2 einen Längsschnitt in vergrößertem Maßstab bei einer abgewandelten Ausführungsform der mittleren
Düse mit toroidalen Hohlraum-Resonatoren;
Die Ejektormischvorrichtung für Gase und/oder
Flüssigkeiten enthält ein Gehäuse 1 (F i g. 1), auf dem ein
Rohrrost 2 mit am letzteren befestigten Verteilungsrohren 3 sitzt, die ringartig um den Profilkörper 4
angeordnet sind. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß
die unteren Enden der Verteilungsrohre 3 durch einen ringförmigen Rost S verbunden sind, in den zwei
Formringe 6 und 7, die die mittlere Ringdüse 8 der Ejektormischvorrichtung bilden, eingebaut sind.
Die inneren Wände der mittleren Ringdüse 8 sind im schmälsten (kritischen) Querschnitt mit toroidalen
Hohlraum-Resonatoren 9 (F i g. 2) versehen.
Die Innenwände des Gehäuses 1 (Fig. 1), die seitlichen Oberflächen des Profilkörpers 4 und die
äußeren Oberflächen der Formringe 6, 7 biiden die restlichen Glieder der Ejektormischvorrichtung, & h. die
innere RingdOse 10, die äußere Ringdüse 11 und die ringförmige Mischkammer 12, die in den ringförmigen
Diffusor 13 übergeht
Die innere und äußere Ringdüse 10 bzw. U sind im Oberteil mit Leitschaufeln 14 versehen, die eine
Drehung der aus den Düsen austretenden Ströme gewährleistet
In Fig.3 ist durch Pfeile die durch die Schaufeln 14
verursachte Drehrichtung der Ströme angegeben.
In Fig.4 ist die koaxiale Anordnung der Ringdüsen
dargestellt (mittlere 8, innere 10 und äußere Düse 11), wodurch der ringförmige Strom der aus der mittleren
Ringdüse 8 austretenden Komponente von zwei ringförmigen Strömen der anderen Komponente, die
aus der inneren Ringdüse 10 und äußeren Ringdüse 11 austreten, umfaßt wird.
Die Ejektoimischvorrichtung (Fig. 1) ist mit einer
Einrichtung zur Zuführung der ersten Komponente in die mittlere Ringdüse 8 durch einen kegeiförmigen
Stutzen 15, Verteilungsrohre 3 und ringförmigen Rost 5 sowie mit einer Einrichtung zur Zuführung der anderen
Komponente in die Ringdüse 11 durch den Stutzen 16 und den Zwfochenrohrraum versehen.
Verteilungsgitter, bestehend aus vielen konzentrischen Ringen 17, angeordnet
Die Ringe sind im Inneren eines zylindrischen Mantelschusses 18 durch Stege 19 befestigt
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Ejektormischvorrichtung verläuft in folgender Weise.
En Hochdruckstrom der ersten Mischkomponenie wird durch den Stutzen 15, die Verteilungsrohre 3 und
die mittlere Ringdüse 8 als ringförmiger Strom in die
ίο ringförmige Mischkammer 12 zugeführt Derselben
Mischkammer 12 werden durch den Stutzen 16, den Zwischenrohrraum und die Schaufeln 14, durch die
innere und äußere Ringdüse 10 bzw. 12 die ringförmigen rotierenden Niederdruckströme der anderen Mischkomponente
zugeführt, die den ringförmigen Strom der ersten Komponente umfassen.
Wenn die mittlere Ringdüse 8 mit toroidalen Höhlen-Resonatoren 9 {Fig.2) vorgesehen wird,
erzeugt der Hochdruckstrom, indem er gegen die scharfe Käme des einen der Resonatoren 9 schlägt, im
letzteren akustische Schwingungen, die durch den
zweiten Resonator 9, der mit dem ersten ic Gegenphase funktioniert, verstärkt und auf die Mischkammer 12
(F i g. 1) und den Diffusor 13 ausgebreitet werden.
In der Mischkammer 12 und im Diffusor 13 erfolgt ein Ausgleich der Geschwindigkeitsfelder und der Mischkomponentenkonzentrationen.
Eine gleichmäßige Verteilung des erzeugten Zweikomponentengemisches
auf die große Oberfläche des
μ Verbrauchers mit der Gewährleistung eines gleichartigen
Geschwindigkeitsfeldes des Stromes erfolgt durch den Diffusor 13 und die konzentrischen Ringe 17 des
Verteilungsgitters.
Zum Betriebsbeispiel 5 wird noch folgendes klarstel-
Zum Betriebsbeispiel 5 wird noch folgendes klarstel-
)5 lend und ergänzend ausgeführt:
Der Sauerstoff wird der Ejektormischvorrichtung
durch die mittlere Ringdüse 8, und das Methan durch die innere Ringdüse 10 und die äußere Ringdüse 11
zugeleitet
Die Isolation des ringförmigen Sauerstoffstromes durch zwei Methanströme am Eingang in die ringförmige
Mischkammer 12 unter Gewährleistung einer großen
Berührungsfläche der Komponenten ermöglicht es, eine Mischung bei Temperaturen von 800 bis 9000C während
« einer Zeitfrist auszuführen, die erheblich kürzer als die
Dauer einer induktiven Selbstentzündung des Methan-Sauerstof fgemisches ist
Claims (1)
1
Patentanspruch;
Patentanspruch;
Ejektormischvorrichtung mit drei konzentrisch
angeordneten Ringdüsen, von denen die innere und die äußere Ringdüse mit der Zuführung für die eine
von zwei Mischkomponenten und die mittlere Ringdüse mit der Zuführung für die zweite
Mischkomponente verbunden sind, wobei die äußere und die innere Düse und die mittlere Ringdüse in
eine in einen Diffusor übergehende ringförmige Mischkammer münden, dadurch gekennzeichnet,
daß die inneren Wände der mittleren Ringdüse (8) im kritischen Querschnitt toroidale
Hohlraum-Resonatoren (9) aufweisen und daß die innere und die äußere Ringdüse (10 bzw. 11) mit
Leitschaufeln (14) versehen sind, wobei die Steigung dar Leitschaufeln in den beiden Ringdüsen einander
entgegengesetzt gerichtet ist
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE130323A BE798607A (fr) | 1973-04-24 | 1973-04-24 | Melangeur de gaz et/ou de liquides a ejecteur |
DE2320609A DE2320609C3 (de) | 1973-04-24 | 1973-04-24 | Ejektormischvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2320609A DE2320609C3 (de) | 1973-04-24 | 1973-04-24 | Ejektormischvorrichtung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2320609A1 DE2320609A1 (de) | 1974-11-14 |
DE2320609B2 true DE2320609B2 (de) | 1980-12-04 |
DE2320609C3 DE2320609C3 (de) | 1981-07-30 |
Family
ID=5879019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2320609A Expired DE2320609C3 (de) | 1973-04-24 | 1973-04-24 | Ejektormischvorrichtung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE798607A (de) |
DE (1) | DE2320609C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3419153A1 (de) * | 1984-05-23 | 1985-11-28 | Hosch-Fördertechnik GmbH, 4350 Recklinghausen | Vorrichtung zum einbringen von gas in eine fluessigkeit |
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DE59104667D1 (de) * | 1990-08-23 | 1995-03-30 | Sulzer Chemtech Ag | Statische Laminar-Mischeinrichtung, Zumischvorrichtung, sowie Verwendung von Mischeinrichtung und Zumischvorrichtung. |
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GB945086A (en) * | 1961-05-23 | 1963-12-23 | Combustion Eng | Method and apparatus for mixing together fluids |
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1973
- 1973-04-24 BE BE130323A patent/BE798607A/xx unknown
- 1973-04-24 DE DE2320609A patent/DE2320609C3/de not_active Expired
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Also Published As
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BE798607A (fr) | 1973-10-24 |
DE2320609C3 (de) | 1981-07-30 |
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